W elektrowniach jądrowych dochodzi do wytwarzania energii elektrycznej przy wykorzystaniu ciepła wydzielanego w reakcjach jądrowych. Energia jądrowa wyzwalana jest na drodze reakcji rozszczepienia jąder ciężkich i syntezy jąder lekkich. Energia powstaje na skutek przekształcenia masy, zgodnie z zależnością wyprowadzona przez Einsteina.

Na razie jednak we wszystkich elektrowniach korzysta się tylko z reakcji rozszczepienia.

Pierwszą kontrolowaną reakcja rozszczepienia był eksperyment przeprowadzony przez Hahna i Strassmana. Obserwowali oni produkty powstałe w wyniku bombardowania atomów izotopu uranu neutronami. Okazało się, że zidentyfikowano jądra baru jako jeden z produktów

W momencie gdy dochodzi do podziału jądra ciężkiego na lżejsze musi dojść do wydzielenia pewnej liczby neutronów. Dzieje się tak ponieważ dla jąder lekkich stosunek liczby neutronów do liczby protonów jest mniejszy niż dla jąder ciężkich. W reakcjach tych powstają więc neutrony, które dalej mogą bombardować nowe jądra powodując dalsze rozszczepienia. Jest to przykład jądrowej reakcji łańcuchowej. Przy pewnych warunkach reakcja ta może przekształcić się w proces lawinowy. Taka sytuacja ma miejsce w bombie atomowej.

W reaktorach jądrowych zachodzi więc potrzeba kontroli przebiegu reakcji rozszczepienia. Dochodzi do wychwytu nadmiaru neutronów, aby nie dopuścić do niekontrolowanej reakcji lawinowej. Stosuje się również moderację, czyli spowalnianie neutronów o zbyt dużej energii dlatego, że stają się one mało skuteczne w reakcji rozszczepienia. W tym celu wykorzystuje się grafit lub ciężką wodę.

Jednym z reaktorów powstałych najwcześniej był reaktor w Chicago. W jego skład wchodził aluminiowy zbiornik wypełniony ciężka wodą jako moderatorem i jednocześnie substancją chłodzącą.

W wodzie tej zanurzone były pręty uranowe. Pręty kadmowe natomiast regulowały szybkość reakcji jądrowych.

Jako paliwo w reaktorach jądrowych wykorzystuje się uran 238 wzbogacany uranem 235. Istnieją również tzw. reaktory powielające, w których jako paliwo stosuje się pluton 239. izotop ten otrzymuje się bezpośrednio w reaktorze z uranu.

Jak już wcześniej zostało wspomniane w niektórych sytuacjach możliwy jest proces lawinowy. Dzieje się tak po przekroczeniu tzw. masy krytycznej. Bomba atomowa wykorzystująca to zjawisko składa się z dwóch bloków uranowych. Najpierw następuje detonacja zwykłego ładunku wybuchowego. Pod wpływem tego wybuchu dochodzi do połączenie się obu mas uranu i w ten sposób zostaje przekroczona masa krytyczna. Rozpoczyna się proces niekontrolowanej reakcji lawinowej , wyniku której dochodzi do emisji dużych ilości energii.

Jak na razie wykorzystanie energii jądrowej ma w naszym kraju więcej przeciwników niż zwolenników. Należy jednak zdać sobie sprawę z tego, że dochodzi powoli do wyczerpania się konwencjonalnych źródeł energii i konieczne jest poszukiwanie nowych jej źródeł. Co ciekawe stopień zagrożenia ze strony elektrowni jądrowej, w której zachowane są wszystkie środki bezpieczeństwa jest porównywalny ze stopniem zagrożenia od tradycyjnej elektrowni. Jednak na wyobraźnię przeciętnego człowieka nadal działa katastrofa w Czarnobylu.

Na pewno argumentem "za" budowa nowych elektrowni jądrowych jest duża wydajność tego procesu produkcji energii. Natomiast minusem są niewątpliwie odpady promieniotwórcze, które ciągle stanowią olbrzymi problem.

Odpady promieniotwórcze można sklasyfikować na podstawie ich stanu skupienia, aktywności promieniotwórczej oraz czasu połowicznego zaniku. I tak ze względu na cechy fizyczne można je podzielić na : odpady stałe, ciekłe i gazowe. Aktywność promieniotwórcza danego odpadu zależy od zawartości w nim izotopu promieniotwórczego . Odpady mogą więc być: wysoko aktywne, średnio aktywne i nisko aktywne.

Źródłem odpadów promieniotwórczych jest nie tylko przerób paliwa jądrowego czy likwidacja reaktorów. Mogą one pochodzić z kopalni rud uranu i zakładów przerabiających te rudy. Poza tym izotopy promieniotwórcze stosowane są w wielu dziedzinach przemysłu, nauki i medycynie. Są to więc potencjalne źródła izotopów.

W Polsce jedyna instytucją, która zajmuje się unieszkodliwianiem odpadów promieniotwórczych jest Zakład Unieszkodliwiania Odpadów Promieniotwórczych w Świerku.

Zanim odpady promieniotwórcze zostaną usunięte należy je najpierw odpowiednio przygotować. I tak w zależności od stopnia aktywności wyróżnia się dwie metody. Odpady promieniotwórcze o niskiej aktywności poddaje się rozcieńczaniu w powietrzu lub w wodzie. W ten sposób uzyskuje się dopuszczalne wartości stężeń w środowisku.

Drugi sposób polega z kolei na zwiększaniu stężenia. Stosowany jest dla odpadów o średniej i wysokiej aktywności. Sposób postępowania jest następujący: najpierw maksymalnie się zatęża substancje promieniotwórczą, a następnie zamyka w szczelnym pojemniku i zabezpiecza się go przed możliwością wycieku lub przypadkowego otwarcia.

Składowanie takich zamkniętych odpadów odbywa się w dwóch etapach. Pierwszy etap nosi nazwę przejściowego. Ma on na celu przetrzymanie głównie odpadów średnioaktywnych, aż do utraty przez nie przynajmniej części aktywności. Proces ten odbywa się głównie na terenie, gdzie te odpady zostały wygenerowane czyli np. na terenie elektrowni. Zwykle etap ten nie trwa dłużej niż 5 lat.

Następnym etapem jest składowanie ostateczne. Składowiska mogą być usytuowane na powierzchni ziemi, pod ziemia lub w głębokich formacjach geologicznych.

Jest to ostateczny etap unieszkodliwiania odpadów promieniotwórczych.

W Polsce jedyną instytucją, która zajmuje się unieszkodliwianiem odpadów promieniotwórczych jest Zakład Unieszkodliwiania Odpadów Promieniotwórczych w Świerku.